JP2014023208A - Artificial resonance switching power supply device control circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control circuit for an artificial resonance switching power supply capable of sufficiently lowering the switching frequency when lightly loaded.SOLUTION: The artificial resonance switching power supply causes a switching element to switch on or off on the basis of a bottom detection signal. The switching power supply is provided with a dummy signal generation circuit (37) which, when the resonance waveform is attenuated due to reduction in the switching frequency and the bottom becomes undetectable or when the bottom of the resonance waveform has exceeded a set count, generates a dummy signal in place of the bottom detection signal, and is configured so that the switching frequency is lowered as the number of times the bottom is skipped increases due to the use of this dummy signal.

Description

本発明は、擬似共振スイッチング電源装置、特に負荷状態に応じてボトムスキップ制御を実行する擬似共振スイッチング電源装置の制御回路に関するものである。   The present invention relates to a quasi-resonant switching power supply device, and more particularly to a control circuit for a quasi-resonant switching power supply device that performs bottom skip control in accordance with a load state.

擬似共振スイッチング電源装置では、負荷が軽くなるにつれてスイッチング周波数が増加する。このため、軽負荷時にパワーデバイスのスイッチング損失が増大して変換効率が低下し、特に負荷が定格負荷の50%以下の場合、変換効率の低下が著しくなる。また、上記スイッチング損失の増大は、パワーデバイスの過剰な発熱をもたらす。   In the quasi-resonant switching power supply device, the switching frequency increases as the load becomes lighter. For this reason, the switching loss of the power device increases at the time of a light load and the conversion efficiency decreases, and particularly when the load is 50% or less of the rated load, the conversion efficiency is remarkably reduced. Moreover, the increase in the switching loss causes excessive heat generation of the power device.

そこで、いわゆるボトムスキップという制御方法を適用して軽負荷時の動作周波数の単調増加を抑える技術が提案されている。
ボトムスキップ制御では、MOSFETやIGBTなどからなるパワーデバイス(以下、スイッチング素子という)のドレイン端子の共振波形が利用される。すなわち、重負荷時には上記共振波形における最初のボトムのタイミングでスイッチング素子をターンオンさせ、軽負荷時には最初のボトムではなくてそれよりも後のボトムのタイミングでスイッチング素子をターンオンさせる(ボトムスキップ)。
このボトムスキップ制御におけるボトムスキップ数は、負荷が軽いほど大きく設定され、これによって、軽負荷時のスイッチング周波数の上昇が抑制される。
Therefore, a technique has been proposed in which a so-called bottom skip control method is applied to suppress a monotonous increase in operating frequency at light loads.
In the bottom skip control, a resonance waveform of a drain terminal of a power device (hereinafter referred to as a switching element) composed of a MOSFET, an IGBT, or the like is used. That is, when the load is heavy, the switching element is turned on at the timing of the first bottom in the resonance waveform, and when the load is light, the switching element is turned on not at the first bottom but at the bottom timing after that (bottom skip).
The number of bottom skips in this bottom skip control is set to be larger as the load is lighter, thereby suppressing an increase in switching frequency at light load.

このように、ボトムスキップ制御では、軽負荷時におけるスイッチング周波数が低下する。スイッチング周波数の単なる低下は、電源出力電圧の低下をもたらすので、電源出力電圧を安定に維持するためには、その低下分が補われるようにスイッチング素子のオン幅を広げる必要、つまり、オン時比率を維持する必要がある。
しかし、スイッチング素子のオン幅に基づいて負荷の重さを判断してボトムスキップ制御を行う場合において、上記オン幅を広げる処置を行うと、負荷の重さの判断が不適正になるので、次のスイッチングサイクルでボトムスキップ数が元に戻ってしまうおそれがある。ボトムスキップ数が元に戻ると、結果的にスイッチング周波数が乱れて音鳴りが発生することになる。
Thus, in bottom skip control, the switching frequency at light load decreases. Since a mere decrease in switching frequency results in a decrease in power supply output voltage, in order to maintain the power supply output voltage stably, it is necessary to widen the ON width of the switching element to compensate for the decrease, that is, the on-time ratio Need to maintain.
However, when bottom skip control is performed by determining the weight of the load based on the ON width of the switching element, if the above ON width is increased, the determination of the weight of the load becomes inappropriate. There is a possibility that the number of bottom skips may return to the original in the switching cycle. When the number of bottom skips is restored to the original value, the switching frequency is disturbed, resulting in a sound.

特許文献1には、上記スイッチング周波数の乱れを防止する技術が開示されている。この技術では、図12に示す上限と下限の2つのスイッチング周波数fhi,floがそれらの周期に相当する時間としてタイマで設定され、その上限と下限で規定される周期の範囲でスイッチングが行われるように、ボトムスキップ数がアップダウンカウンタなどのロジック回路で設定される。   Patent Document 1 discloses a technique for preventing the switching frequency from being disturbed. In this technique, two switching frequencies fhi and flo of the upper limit and the lower limit shown in FIG. 12 are set by a timer as a time corresponding to those cycles, and switching is performed within a range of cycles defined by the upper and lower limits. In addition, the number of bottom skips is set by a logic circuit such as an up / down counter.

すなわち、負荷が軽くなってスイッチング周波数が上限fhiを超えると、設定ボトムスキップ数が増加され、逆に負荷が重くなってスイッチング周波数が下限floを下回ると、設定ボトムスキップ数が減少される。共振波形の実際のボトム数は、別のカウンタでカウントされ、そのボトム数が設定ボトムスキップ数と一致した時に、スイッチング素子がターンオンされる。   That is, when the load becomes light and the switching frequency exceeds the upper limit fhi, the set bottom skip number is increased. Conversely, when the load becomes heavy and the switching frequency falls below the lower limit flo, the set bottom skip number is decreased. The actual bottom number of the resonance waveform is counted by another counter, and the switching element is turned on when the bottom number matches the set bottom skip number.

ボトムスキップ数が1つ増加する設定に切り替わってスイッチング周波数が低下した場合、切り替わった後のスイッチング周波数が下限floより上になるようにスイッチング周波数の範囲が設定される。また、ボトムスキップが1つ減少する設定に切り替わってスイッチング周波数が上昇した場合は、切り替わった後のスイッチング周波数が上限より下になるようにスイッチング周波数の範囲が設定される。
このように、スイッチング周波数の上限と下限をヒステリシス付きで設定すれば、ボトムスキップ切り替え時のスイッチング周波数の乱れをなくして、音鳴りを防止することができる。
When switching to a setting in which the number of bottom skips is increased by one and the switching frequency is lowered, the switching frequency range is set so that the switching frequency after switching is above the lower limit flo. Further, when the switching frequency is increased by switching to a setting in which the bottom skip is decreased by one, the switching frequency range is set so that the switching frequency after the switching is lower than the upper limit.
In this way, if the upper and lower limits of the switching frequency are set with hysteresis, the switching frequency is not disturbed at the time of bottom skip switching, and noise can be prevented.

一方、特許文献2には、固定周波数のPWM電源装置において、負荷が減少した場合に、該負荷に対応する制御電圧によってスイッチング周波数を低減させることが記載されている。このPWM電源装置によれば、軽負荷時にスイッチング損失が低減されるので、効率が改善される。   On the other hand, Patent Document 2 describes that, in a fixed-frequency PWM power supply device, when the load decreases, the switching frequency is reduced by a control voltage corresponding to the load. According to this PWM power supply device, the switching loss is reduced at a light load, so that the efficiency is improved.

特表2005−503748号公報JP 2005-503748 A 米国特許第7795851号明細書US Patent No. 7,958,851

軽負荷時の効率を改善するという観点からすると、負荷が所定の大きさまで軽くなった場合に、スイッチング周波数を25kHz程度の可聴周波数の少し上の周波数まで低減させ、負荷が上記所定の大きさよりも更に軽くなった場合に、バースト動作(スイッチングの無い期間に続く期間において高スイッチング周波数でスイッチングを行なうという周知の手法)に移行するという方式を採用することが望ましい。   From the viewpoint of improving the efficiency at light load, when the load is lightened to a predetermined size, the switching frequency is reduced to a frequency slightly above the audible frequency of about 25 kHz, and the load is higher than the predetermined size. It is desirable to adopt a method of shifting to a burst operation (a well-known method of performing switching at a high switching frequency in a period following a period without switching) when lightening.

ボトムスキップ数をアップダウンカウンタなどのロジック回路で設定するとともに、実際の共振電圧のボトムをカウントし、そのカウント数が上記設定されたボトムスキップ数に一致したときにスイッチング素子をターンオンさせるという前述の擬似共振制御において、上記25kHz程度までの周波数低減特性を実現するためには、共振周期(一般的には1μs〜3μs程度)を考慮すると、ボトムを最低でも10回以上カウントする必要がある。   The bottom skip number is set by a logic circuit such as an up / down counter, the bottom of the actual resonance voltage is counted, and the switching element is turned on when the count number matches the set bottom skip number. In the quasi-resonant control, in order to realize the frequency reduction characteristic up to about 25 kHz, it is necessary to count the bottom at least 10 times in consideration of the resonance period (generally about 1 μs to 3 μs).

ところが、トランスがエネルギーを放出し終わった後の共振振動は、振動の回数が増加するごとに減衰するため、ボトムの可能検出数が10よりも少なくなる場合が想定される。このように、必要数のボトムを検出できなくなると、ボトムスキップ制御が破綻するため、十分に周波数を下げることができなくなる。   However, since the resonance vibration after the transformer has finished releasing energy is attenuated as the number of vibrations increases, the number of possible bottom detections may be less than ten. As described above, when the necessary number of bottoms cannot be detected, the bottom skip control fails, and thus the frequency cannot be lowered sufficiently.

共振周期が1.2μsである図13の例では、15回程度ボトムが発生する態様で共振電圧Vdsが減衰している。しかし、この場合、12回目のボトム位までしか安定に検出することができないので、実質的な共振期間は1.2μs×12=14.4μsとなる。この共振期間14.4μsと、スイッチング素子のオン時間1μs(Vds=0Vの期間)と、共振電圧VdsがHighレベルで固定されているフライバック期間2μsとの和は17.4μsである。このため、この例では、スイッチング周波数が57.5kHz程度までしか下がらないことになる。   In the example of FIG. 13 where the resonance period is 1.2 μs, the resonance voltage Vds is attenuated in such a manner that the bottom is generated about 15 times. However, in this case, since it can be detected stably only up to the 12th bottom position, the substantial resonance period is 1.2 μs × 12 = 14.4 μs. The sum of the resonance period 14.4 μs, the switching element on-time 1 μs (period of Vds = 0 V), and the flyback period 2 μs in which the resonance voltage Vds is fixed at the high level is 17.4 μs. For this reason, in this example, the switching frequency is lowered only to about 57.5 kHz.

スイッチング素子に並列接続する共振用キャパシタ等の値を大きく設定すれば、共振の振幅や周期を大きく設定することが可能である。しかし、それに伴って必要となるスイッチング素子のドレイン容量の増加は、1回あたりのスイッチング損失を大きくさせる方向に働くため、軽負荷時の効率を悪化させてしまう。   If the value of a resonance capacitor or the like connected in parallel to the switching element is set large, the resonance amplitude and period can be set large. However, the increase in the drain capacity of the switching element required in connection with this works in the direction of increasing the switching loss per one time, and therefore deteriorates the efficiency at light load.

そこで、本発明は、軽負荷時にスイッチング周波数を十分に下げることが可能な擬似共振スイッチング電源装置の制御回路を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a control circuit for a quasi-resonant switching power supply device that can sufficiently lower the switching frequency at light load.

本発明は、共振波形のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム検出回路を有し、軽負荷時には前記ボトム検出回路で検出したボトムの回数をカウントしてスイッチング周期を定める擬似共振スイッチング電源装置の制御回路であって、前記ボトム検出回路がボトムを検出できない状態になる、カウントすべきボトムの数が所定数である、もしくは前記ボトム検出回路で検出したボトムの回数が所定回数に達すると前記ボトム検出信号に代わるダミー信号をカウントすることを特徴としている。   The present invention has a bottom detection circuit that detects the bottom of a resonance waveform and outputs a bottom detection signal, and at the time of light load, the pseudo resonance switching power supply that determines the switching cycle by counting the number of bottoms detected by the bottom detection circuit When the bottom detection circuit is in a state where the bottom cannot be detected, the number of bottoms to be counted is a predetermined number, or the number of bottoms detected by the bottom detection circuit reaches a predetermined number A dummy signal in place of the bottom detection signal is counted.

また、本発明は、共振波形のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム検出回路と、ボトムスキップ数を設定する第1のカウンタと、前記ボトムの数をカウントする第2のカウンタと、前記第1のカウンタのカウント値と第2のカウンタのカウント値が一致するとき一致信号を出力する比較器と、を備え、前記比較器が一致信号を出力した後における前記ボトム検出信号に基づいてスイッチング素子をスイッチング動作させる擬似共振スイッチング電源装置の制御回路であって、前記共振波形の減衰によって前記ボトムが検出できない状態になった場合に、前記ボトム検出信号に代わるダミー信号を発生するダミー信号発生回路を設け、前記ボトムが検出できない状態になると前記第2のカウンタが前記ダミー信号をカウントすることを特徴としている。   The present invention also provides a bottom detection circuit that detects the bottom of the resonance waveform and outputs a bottom detection signal, a first counter that sets the number of bottom skips, a second counter that counts the number of bottoms, A comparator that outputs a match signal when the count value of the first counter matches the count value of the second counter, and based on the bottom detection signal after the comparator outputs the match signal A control circuit for a quasi-resonant switching power supply device that performs switching operation of a switching element, and generates a dummy signal in place of the bottom detection signal when the bottom cannot be detected due to attenuation of the resonance waveform When a circuit is provided and the bottom cannot be detected, the second counter counts the dummy signal. It is characterized in.

更に、本発明は、共振波形のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム検出回路と、ボトムスキップ数を設定する第1のカウンタと、
前記ボトムの数をカウントする第2のカウンタと、前記第1のカウンタのカウント値と第2のカウンタのカウント値が一致するとき一致信号を出力する比較器と、を備え、前記比較器が一致信号を出力した後における前記ボトム検出信号に基づいてスイッチング素子をスイッチング動作させる擬似共振スイッチング電源装置の制御回路であって、前記ボトム検出信号に代わるダミー信号を発生するダミー信号発生回路を設け、前記第1のカウンタに設定された値が所定値を超える、もしくは共振波形のボトムが予め設定された回数を超えると前記第2のカウンタが前記ダミー信号をカウントすることを特徴としている。
Furthermore, the present invention provides a bottom detection circuit that detects the bottom of the resonance waveform and outputs a bottom detection signal, a first counter that sets the number of bottom skips,
A second counter that counts the number of bottoms, and a comparator that outputs a coincidence signal when the count value of the first counter and the count value of the second counter coincide with each other. A control circuit for a quasi-resonant switching power supply device that switches a switching element based on the bottom detection signal after outputting a signal, and includes a dummy signal generation circuit that generates a dummy signal instead of the bottom detection signal, The second counter counts the dummy signal when the value set in the first counter exceeds a predetermined value or the bottom of the resonance waveform exceeds a preset number of times.

好ましい実施の形態では、上記前記第1のカウンタとしてアップダウンカウンタが使用され、スイッチング周期と比較してスイッチング周波数を変化させるための第1の基準時間および該第1の基準電圧より長い第2の基準時間を生成するタイマ回路が設けられる。
この場合、前記スイッチング周期が前記第1の基準時間より短いときに前記第1のカウンタをアップカントさせ、前記スイッチング周期が前記第2の基準時間長いときに前記第1のカウンタをダウンカウントさせる。
In a preferred embodiment, an up / down counter is used as the first counter, and a first reference time for changing a switching frequency compared to a switching period and a second reference time longer than the first reference voltage. A timer circuit for generating a reference time is provided.
In this case, the first counter is up-counted when the switching period is shorter than the first reference time, and the first counter is down-counted when the switching period is longer than the second reference time.

好ましい実施の形態では、前記ダミー信号の周期が前記共振波形の周期よりも長く設定される。また、前記タイマ回路は、前記第1の基準時間となってから前記第2の基準時間となるまでの時間を、前記第1のカウンタの出力信号または前記ダミー信号が使用されているかどうかを示す信号を用いて可変するように構成される。   In a preferred embodiment, the period of the dummy signal is set longer than the period of the resonance waveform. In addition, the timer circuit indicates a time from the first reference time to the second reference time indicating whether the output signal of the first counter or the dummy signal is used. It is configured to be variable using a signal.

本発明に係る擬似共振スイッチング電源装置の全体構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an overall configuration of a quasi-resonant switching power supply device according to the present invention. 共振回路が共振動作しているときのスイッチング素子のドレイン・ソース間電圧の変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the change of the drain-source voltage of a switching element when the resonance circuit is carrying out resonance operation. ボトム制御回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a bottom control circuit. 可変定電流源の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a variable constant current source. 負荷に対応した制御電圧によるスイッチング周波数の変化を例示したグラフである。It is the graph which illustrated the change of the switching frequency by the control voltage corresponding to load. ボトム検出回路及びダミー信号発生回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a bottom detection circuit and a dummy signal generation circuit. ダミー信号発生回路内の発振器の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the oscillator in a dummy signal generation circuit. ボトム制御回路の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of a bottom control circuit. ダミー信号を用いない場合における出力電力とスイッチング周波数の関係を例示したグラフである。6 is a graph illustrating the relationship between output power and switching frequency when a dummy signal is not used. ダミー信号を用いた場合における出力電力とスイッチング周波数の関係を例示したグラフである。6 is a graph illustrating the relationship between output power and switching frequency when a dummy signal is used. ボトム制御回路の他の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other structural example of a bottom control circuit. スイッチング周波数の上限と下限にヒステリシスを設定した場合のボトムスキップ動作を示すグラフである。It is a graph which shows the bottom skip operation | movement when hysteresis is set to the upper limit and lower limit of switching frequency. 共振電圧の減衰特性を例示した波形図である。It is a wave form diagram which illustrated the attenuation characteristic of resonance voltage.

図1は、本発明に係る擬似共振スイッチング電源装置の全体構成を示す回路図である。
このスイッチング電源装置において、トランスTは一次巻線P1、二次巻線S1及び補助巻線P2を有する。一次巻線P1は、一端が入力端子Tiに接続され、他端がMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)からなるスイッチング素子Tr1のドレインに接続されている。また、二次巻線S1は、一端がダイオードD1を介して出力端子Toに接続され、他端が接地点に接続されている。補助巻線P2は、一端が後述のスイッチング制御回路1の入力端子であるZCD(Zero Current Detection)端子に接続され、他端が接地点に接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the overall configuration of a quasi-resonant switching power supply device according to the present invention.
In this switching power supply device, the transformer T has a primary winding P1, a secondary winding S1, and an auxiliary winding P2. The primary winding P1 has one end connected to the input terminal Ti and the other end connected to the drain of a switching element Tr1 made of a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The secondary winding S1 has one end connected to the output terminal To via the diode D1, and the other end connected to the ground point. One end of the auxiliary winding P2 is connected to a ZCD (Zero Current Detection) terminal which is an input terminal of the switching control circuit 1 described later, and the other end is connected to a ground point.

入力端子Tiと接地点間には平滑用キャパシタCiが、また、出力端子Toと接地点間には平滑用キャパシタCoが、さらに、スイッチング素子Tr1のドレインと接地点間には共振用キャパシタCrがそれぞれ接続されている。出力端子Toと接地点間には分圧抵抗Ro1、Ro2からなる分圧回路が接続され、スイッチング素子Tr1のソースと接地点間には電流検出抵抗Rsが接続されている。   A smoothing capacitor Ci is provided between the input terminal Ti and the ground point, a smoothing capacitor Co is provided between the output terminal To and the ground point, and a resonance capacitor Cr is provided between the drain of the switching element Tr1 and the ground point. Each is connected. A voltage dividing circuit including voltage dividing resistors Ro1 and Ro2 is connected between the output terminal To and the ground point, and a current detection resistor Rs is connected between the source of the switching element Tr1 and the ground point.

スイッチング制御回路1は、ボトム検出回路3、ボトム制御回路5、オア回路7、ワンショット回路9、リスタート回路11、フリップフロップ13、ドライブ回路15及びコンパレータ17を備えている。このスイッチング制御回路1は、集積化されている。
ボトム検出回路3は、ZCD端子に印加される上記補助巻線P2の出力電圧のボトム(極小状態)を検出するとH(High)レベルのBotin信号を発生する。このボトム検出回路3及びボトム制御回路5の具体的な構成及び動作については後述する。
The switching control circuit 1 includes a bottom detection circuit 3, a bottom control circuit 5, an OR circuit 7, a one-shot circuit 9, a restart circuit 11, a flip-flop 13, a drive circuit 15, and a comparator 17. The switching control circuit 1 is integrated.
When detecting the bottom (minimum state) of the output voltage of the auxiliary winding P2 applied to the ZCD terminal, the bottom detection circuit 3 generates a Bot - in signal of H (High) level. Specific configurations and operations of the bottom detection circuit 3 and the bottom control circuit 5 will be described later.

オア回路7からは、ボトム制御回路5からのHレベルのBotout信号あるいはリスタート回路11からのリスタート信号が出力される。Botout信号は、上記Botin信号あるいは後述のダミー信号に対応する。また、リスタート回路11は、Botout信号が発生しない起動時などにタイマによってリスタート信号を出力する。
ワンショット回路9は、上記Botout信号あるいはリスタート信号が立ち上がった時点でトリガされて、例えば幅300nsのパルス信号であるSet信号を形成し、このSet信号によってセット優先のフリップフロップ13をセットする。これに伴い、フリップフロップ13よりHレベルのDrv信号が出力されるので、ドライブ回路15がこのDrv信号に基づく駆動信号を出力端子OUTから出力して、スイッチング素子Tr1をターンオンさせる。
From the OR circuit 7, an H-level Bot - out signal from the bottom control circuit 5 or a restart signal from the restart circuit 11 is output. The Bot - out signal corresponds to the Bot - in signal or a dummy signal described later. In addition, the restart circuit 11 outputs a restart signal by a timer at the time of start-up when the Bot - out signal is not generated.
The one-shot circuit 9 is triggered when the Bot - out signal or the restart signal rises, and forms a Set signal, for example, a pulse signal having a width of 300 ns. The set-priority flip-flop 13 is set by the Set signal. To do. Accordingly, since the Drv signal of H level is output from the flip-flop 13, the drive circuit 15 outputs a drive signal based on this Drv signal from the output terminal OUT, and turns on the switching element Tr1.

この結果、インダクタであるトランスTの一次巻線P1がエネルギーの蓄積を開始する。このとき、スイッチング素子Tr1に直列接続された抵抗Rsの両端の電圧、つまり、スイッチング素子Tr1を流れる電流に対応する電圧がIS端子を介してコンパレータ17の一方の入力端子に入力され、また、抵抗Ro1、Ro2によって出力電圧Voを分圧した電圧が帰還回路18に入力される。
帰還回路18は、入力電圧と図示しない基準電圧との差を演算し、その差に対応するフィードバック信号(誤差信号)をFB端子を介してコンパレータ17の他方の入力端子に出力する。フィードバック信号は、負荷の大きさを表し、負荷が軽いほど低値となる。
As a result, the primary winding P1 of the transformer T, which is an inductor, starts to accumulate energy. At this time, the voltage across the resistor Rs connected in series to the switching element Tr1, that is, the voltage corresponding to the current flowing through the switching element Tr1, is input to one input terminal of the comparator 17 via the IS terminal. A voltage obtained by dividing the output voltage Vo by Ro1 and Ro2 is input to the feedback circuit 18.
The feedback circuit 18 calculates a difference between an input voltage and a reference voltage (not shown), and outputs a feedback signal (error signal) corresponding to the difference to the other input terminal of the comparator 17 via the FB terminal. The feedback signal represents the magnitude of the load, and the value becomes lower as the load is lighter.

コンパレータ17は、抵抗Rsの両端の電圧がフィードバック信号の電圧値を超えたときにリセット信号を出力して、フリップフロップ13をリセットする。フリップフロップ13がリセットされると、Drv信号がL(Low)レベルになるので、スイッチング素子Tr1がターンオフし、その結果、トランスTの一次巻線P1に蓄積されたエネルギーが二次巻線S1側に放出される。このエネルギーの放出期間においては、スイッチング素子Tr1に定電圧が印加される。   The comparator 17 resets the flip-flop 13 by outputting a reset signal when the voltage across the resistor Rs exceeds the voltage value of the feedback signal. When the flip-flop 13 is reset, the Drv signal becomes L (Low) level, so that the switching element Tr1 is turned off. As a result, the energy accumulated in the primary winding P1 of the transformer T is on the secondary winding S1 side. To be released. During this energy release period, a constant voltage is applied to the switching element Tr1.

一次巻線P1に蓄積されたエネルギーの放出が終了すると、共振用キャパシタCrと一次巻線P1とからなる共振回路が共振動作を開始する。
図2は、共振回路が共振動作しているときのスイッチング素子Tr1のドレイン・ソース間電圧Vdsの波形を例示している。ただし、この波形は、ボトムスキップ制御時のものである。
トランスTの補助巻線P2は、上記共振回路の共振振動電圧に相似した電圧を発生し、この電圧をZCD端子を介してボトム検出回路3に入力する。上記補助巻線P2に発生する電圧は、0Vを中心として変化する電圧である。補助巻線P2に発生する電圧の0Vは、図2に示す一次側入力電圧値VINに相当する。
When the release of the energy stored in the primary winding P1 is completed, the resonance circuit including the resonance capacitor Cr and the primary winding P1 starts a resonance operation.
FIG. 2 exemplifies the waveform of the drain-source voltage Vds of the switching element Tr1 when the resonant circuit is performing a resonant operation. However, this waveform is for bottom skip control.
The auxiliary winding P2 of the transformer T generates a voltage similar to the resonance oscillation voltage of the resonance circuit, and inputs this voltage to the bottom detection circuit 3 via the ZCD terminal. The voltage generated in the auxiliary winding P2 is a voltage that changes around 0V. The voltage 0 V generated in the auxiliary winding P2 corresponds to the primary side input voltage value VIN shown in FIG.

図6にボトム検出回路3の一例を示す。このボトム検出回路3は、ZCD端子から入力される電圧を基準電圧VLzcd(例えば50mV)またはVHzcd(例えば150mV)と比較するコンパレータ61を備えている。基準電圧VLzcd、VHzcdは、それぞれトランジスタTr7,Tr8を介してコンパレータ61に入力される。トランジスタTr7はコンパレータ61の出力信号をインバータ59によって反転した信号によってオンオフされ、トランジスタTr8はコンパレータ61の出力信号によってオンオフされる。 FIG. 6 shows an example of the bottom detection circuit 3. The bottom detection circuit 3 includes a comparator 61 that compares a voltage input from the ZCD terminal with a reference voltage VL - zcd (for example, 50 mV) or VH - zcd (for example, 150 mV). The reference voltages VL - zcd and VH - zcd are input to the comparator 61 via the transistors Tr7 and Tr8, respectively. The transistor Tr7 is turned on / off by a signal obtained by inverting the output signal of the comparator 61 by the inverter 59, and the transistor Tr8 is turned on / off by the output signal of the comparator 61.

コンパレータ61は、ZCD端子からの入力電圧が基準電圧VLzcd(0Vに近い電圧に設定されている)よりも低くなった時点で該入力電圧がボトムになったことを示すHレベルのBotin信号を出力し、その後、上記入力電圧が基準電圧VHzcdを超えた時点でLレベルのBotin信号を出力する。このようなヒステリシスコンパレータとしての機能を有するボトム検出回路3によれば、ノイズによる誤動作が防止される。
なお、ボトムの発生回数の増加に伴う共振波形の減衰(図13参照)によって共振振動波形の上側がVHzcd(150mV)以下になると、ボトム検出回路3がボトム検出動作を停止する。
The comparator 61 has an H level Bot that indicates that the input voltage has become the bottom when the input voltage from the ZCD terminal becomes lower than the reference voltage VL zcd (set to a voltage close to 0V). The in signal is output, and then the L-level Bot - in signal is output when the input voltage exceeds the reference voltage VH - zcd. According to the bottom detection circuit 3 having such a function as a hysteresis comparator, malfunction due to noise is prevented.
If the upper side of the resonance vibration waveform becomes VH zcd (150 mV) or less due to attenuation of the resonance waveform accompanying the increase in the number of occurrences of the bottom (see FIG. 13), the bottom detection circuit 3 stops the bottom detection operation.

このボトム検出回路3は、上記のようにして入力電圧のボトムを検出し、パルス幅が200ns程度のパルス信号であるHレベルのBotin信号をボトム制御回路5に出力する。
このBotin信号は、実際には、図2に示す共振波形のボトムよりも90度位相が進んだタイミングで発生する。そこで、ZCD端子に入力される電圧を遅延する図示していない遅延回路(例えば、キャパシタと抵抗によって構成される)を該ZCD端子に接続して、共振波形のボトムのタイミングとBotin信号の発生タイミング(スイッチング素子Tr1のターンオンのタイミング)とを整合させるようにしている。
The bottom detection circuit 3 detects the bottom of the input voltage as described above, and outputs an H-level Bot - in signal, which is a pulse signal having a pulse width of about 200 ns, to the bottom control circuit 5.
The Bot - in signal is actually generated at a timing 90 degrees ahead of the bottom of the resonance waveform shown in FIG. Therefore, a delay circuit (not shown) that delays the voltage input to the ZCD terminal (for example, composed of a capacitor and a resistor) is connected to the ZCD terminal so that the bottom timing of the resonance waveform and the Bot - in signal The generation timing (turn-on timing of the switching element Tr1) is matched.

ボトム制御回路5は、ボトム検出回路3から出力されるHレベルのBotin信号に基づいてHレベルのBotout信号を出力する。すなわち、ボトム制御回路5は、重負荷時には1回目のBotin信号をBotout信号として出力し、軽負荷には2回目以降のBotin信号をBotout信号として出力する(ボトムスキップ)。また、後述のダミー信号を発生して、状況に応じてこのダミー信号に基づくBotout信号も出力する。
ボトム制御回路5からHレベルのBotout信号が出力されると、前記したように、スイッチングTr1がターンオンされる。
ボトム制御回路5からBotout信号が出力されない場合には、リスタート回路がタイマによる設定時間(30μs程度)の経過時点でワンショット回路9に信号を出力して、スイッチングを再開させる。
The bottom control circuit 5 outputs an H level Bot - out signal based on the H level Bot - in signal output from the bottom detection circuit 3. That is, the bottom control circuit 5 outputs the first Bot - in signal as a Bot - out signal when the load is heavy, and outputs the second and subsequent Bot - in signals as the Bot - out signal when the load is light (bottom skip). ). Also, a dummy signal described later is generated, and a Bot - out signal based on this dummy signal is also output according to the situation.
When the H-level Bot - out signal is output from the bottom control circuit 5, the switching Tr1 is turned on as described above.
When the Bot - out signal is not output from the bottom control circuit 5, the restart circuit outputs a signal to the one-shot circuit 9 at the time when the set time (about 30 μs) by the timer has elapsed, and restarts switching.

以下、図3を参照して、ボトム制御回路5をより詳細に説明する。なお、図3に示すReset信号は、起動時に加えられるリセット信号である。
ボトム制御回路5は、スイッチング周波数の上限と下限をVcont電圧によって設定するように構成されている。制御信号であるVcont電圧は、可変定電流源19に入力され、タイミングキャパシタCt1を充電するための定電流Iosc1の値を変化させる。定電流Iosc1の値はVcont電圧が低いほど小さくなる。
本実施形態では、Vcont電圧として、図1のFB端子に入力されるフィードバック信号を用いている。前記したように、このフィードバック信号は負荷の大きさを表し、負荷が軽いほど低電圧になる。
Hereinafter, the bottom control circuit 5 will be described in more detail with reference to FIG. Note that the Reset signal shown in FIG. 3 is a reset signal applied at startup.
The bottom control circuit 5 is configured to set the upper limit and the lower limit of the switching frequency by the Vcont voltage. The Vcont voltage as a control signal is input to the variable constant current source 19 and changes the value of the constant current Iosc1 for charging the timing capacitor Ct1. The value of the constant current Iosc1 becomes smaller as the Vcont voltage is lower.
In the present embodiment, a feedback signal input to the FB terminal in FIG. 1 is used as the Vcont voltage. As described above, this feedback signal represents the size of the load, and the lighter the load, the lower the voltage.

図4に可変定電流源19の構成例を示す。後段側から説明すると、この可変定電流源19は、カレントミラーを含む定電流回路57(トランジスタTr4,Tr5で構成されている)を備えている。この定電流回路57における基準電流は、バッファ接続された演算増幅器55とトランジスタTr6とによって電流検出抵抗Rtの端子電圧Vtを定電圧値に制御することによって決定される。
演算増幅器55は、二つの+入力端子を有し、これらの入力端子に入力される電圧の内の低い方の電圧を優先して入力するように構成されている。通常負荷の場合は、第1の+入力端子に最大スイッチング周波数に相当する電圧Vfmax(例えば2.5V)が優先して入力される。このとき、定電流回路57から出力される定電流はIosc1=2.5V/Rtとなる。
FIG. 4 shows a configuration example of the variable constant current source 19. Explaining from the rear stage side, the variable constant current source 19 includes a constant current circuit 57 (comprising transistors Tr4 and Tr5) including a current mirror. The reference current in the constant current circuit 57 is determined by controlling the terminal voltage Vt of the current detection resistor Rt to a constant voltage value by the buffer-connected operational amplifier 55 and the transistor Tr6.
The operational amplifier 55 has two + input terminals, and is configured to preferentially input a lower voltage among the voltages input to these input terminals. In the case of a normal load, a voltage V fmax (for example, 2.5 V) corresponding to the maximum switching frequency is preferentially input to the first + input terminal. At this time, the constant current output from the constant current circuit 57 is Iosc1 = 2.5 V / Rt.

もう一つの演算増幅器53は、非反転増幅接続されている。この演算増幅器53の+入力端子にVcont電圧が入力されると、その出力電圧Vop1は、Vop1=(Vcont−Voffset)×(Ri+Rf)/Riとなる。ここで、Voffsetはオフセット電圧、Riは入力抵抗、Rfは帰還抵抗である。この演算増幅器53は負電圧を出力できないので、その出力電圧Vop1の下限値は0V(GND電圧)となる。   Another operational amplifier 53 is non-inverting amplified and connected. When the Vcont voltage is input to the + input terminal of the operational amplifier 53, the output voltage Vop1 is Vop1 = (Vcont−Voffset) × (Ri + Rf) / Ri. Here, Voffset is an offset voltage, Ri is an input resistance, and Rf is a feedback resistance. Since the operational amplifier 53 cannot output a negative voltage, the lower limit value of the output voltage Vop1 is 0 V (GND voltage).

抵抗R1,R2は、安定化された基準電圧Vref(例えば5V)と演算増幅器53の出力電圧Vop1の差を分圧するものであり、その分圧した電圧(正確にいうと、差を分圧した電圧と電圧Vop1を加算した電圧)が演算増幅器55の第2の+入力端子に入力される。
このように、分圧電圧を第2の+入力端子に入力すれば、演算増幅器53の出力電圧Vop1が最低の0Vの場合でも、演算増幅器55の第2の+入力端子にVref×R2/(R1+R2)の電圧が入力されることになる。
The resistors R1 and R2 divide the difference between the stabilized reference voltage Vref (for example, 5 V) and the output voltage Vop1 of the operational amplifier 53, and the divided voltage (to be precise, the difference is divided). The voltage obtained by adding the voltage and the voltage Vop1) is input to the second + input terminal of the operational amplifier 55.
In this way, if the divided voltage is input to the second + input terminal, even if the output voltage Vop1 of the operational amplifier 53 is 0 V which is the lowest, Vref × R2 / ( R1 + R2) voltage is input.

本実施形態においては、スイッチング周波数の低減を開始するポイントのVcont電圧の入力に対して、分圧電圧が2.5Vとなるように設定されている。従って、より軽い負荷に対応するVcont電圧が入力されるのに伴って、最大スイッチング周波数よりも低いスイッチング周波数を規定する定電流Iosc1が設定される。
定電流Iosc1は、最低スイッチング周波数(例えば25kHz)に相当する大きさになるまでVcont電圧によって変化され、その結果、図5に例示するような(ものに近い)スイッチング周波数の変化特性が実現される。
In the present embodiment, the divided voltage is set to 2.5 V with respect to the input of the Vcont voltage at the point where the reduction of the switching frequency starts. Therefore, as the Vcont voltage corresponding to a lighter load is input, the constant current Iosc1 that defines a switching frequency lower than the maximum switching frequency is set.
The constant current Iosc1 is changed by the Vcont voltage until it reaches a magnitude corresponding to the lowest switching frequency (for example, 25 kHz), and as a result, a switching frequency change characteristic (similar to that) illustrated in FIG. 5 is realized. .

図3において、ワンショット回路23は、Drv信号の立ち上がり時点で、つまり、図1に示すスイッチング素子Tr1がターンオンする時点で、図8に示す200ns幅程度のワンショットパルス信号を出力する。このワンショットパルス信号は、タイミングキャパシタCt1に並列接続されたトランジスタTr2をオンさせる。その結果、タイミングキャパシタCt1が放電して、その両端電圧が0Vにリセットされる。
その後、タイミングキャパシタCt1は、上記可変定電流源19から供給される定電流Iosc1によって充電され、その結果、図8に示すように、充電電流Iosc1の大きさに対応する増加勾配でタイミングキャパシタCt1の端子電圧が上昇する。
In FIG. 3, the one-shot circuit 23 outputs a one-shot pulse signal having a width of about 200 ns shown in FIG. 8 when the Drv signal rises, that is, when the switching element Tr1 shown in FIG. 1 is turned on. This one-shot pulse signal turns on the transistor Tr2 connected in parallel to the timing capacitor Ct1. As a result, the timing capacitor Ct1 is discharged and the voltage between both ends thereof is reset to 0V.
Thereafter, the timing capacitor Ct1 is charged by the constant current Iosc1 supplied from the variable constant current source 19, and as a result, as shown in FIG. 8, the timing capacitor Ct1 has an increasing gradient corresponding to the magnitude of the charging current Iosc1. The terminal voltage rises.

コンパレータ21は、タイミングキャパシタCt1の端子電圧を基準電圧Vref1と比較し、その端子電圧が基準電圧Vref1に達するまでの間、つまり、上限のスイッチング周波数に相当する時間(周期)が経過する間Hレベルのvfhi信号を出力し(Hレベルのvfhi信号を出力している期間を第1の基準時間とする。)、上限の周波数に相当する時間が経過した時点でLレベルのvfhi信号を出力する。
このように、上記可変定電流源19、タイミングキャパシタCt1、コンパレータ21及びトランジスタTr2は、上限のスイッチング周波数に相当する時間(第1の基準時間)を計時するタイマ20を構成する。
The comparator 21 compares the terminal voltage of the timing capacitor Ct1 with the reference voltage Vref1, and is at the H level until the terminal voltage reaches the reference voltage Vref1, that is, while the time (cycle) corresponding to the upper limit switching frequency elapses. Vfhi signal is output (the period during which the H level vfhi signal is output is defined as the first reference time), and when the time corresponding to the upper limit frequency has elapsed, the L level vfhi signal is output.
As described above, the variable constant current source 19, the timing capacitor Ct1, the comparator 21, and the transistor Tr2 constitute a timer 20 that measures time (first reference time) corresponding to the upper limit switching frequency.

もう1つのタイミングキャパシタCt2には、トランジスタTr3が並列接続されている。トランジスタTr3は、コンパレータ21がHレベルのVfhi信号を出力している間オンして、タイミングキャパシタCt2の端子電圧を0Vに固定する。
上限の周波数の周期に相当する時間(第1の基準時間)が経過して、コンパレータ21からLレベルのVfhi信号が出力されると、トランジスタTr3がオフする。これにより、図8に示すように、可変定電流源25からの定電流IdlyによるタイミングキャパシタCt2の充電が開始される。コンパレータ27は、充電に伴って上昇するタイミングキャパシタCt2の端子電圧を基準電圧Vref2と比較し、該端子電圧が基準電圧Vref2に達した時点でHレベルのVflo信号を出力する。
The transistor Tr3 is connected in parallel to the other timing capacitor Ct2. The transistor Tr3 is turned on while the comparator 21 outputs the H level Vfhi signal, and fixes the terminal voltage of the timing capacitor Ct2 to 0V.
When the time corresponding to the period of the upper limit frequency (first reference time) elapses and the L level Vfhi signal is output from the comparator 21, the transistor Tr3 is turned off. Thereby, as shown in FIG. 8, charging of the timing capacitor Ct2 by the constant current Idly from the variable constant current source 25 is started. The comparator 27 compares the terminal voltage of the timing capacitor Ct2 that rises with charging with the reference voltage Vref2, and outputs an H-level Vflo signal when the terminal voltage reaches the reference voltage Vref2.

上記タイミングキャパシタCt2の端子電圧が基準電圧Vref2に達するまでの充電期間がスイッチング周期を判断する際のヒステリシス幅(ヒステリシス時間)となる(図8参照)。また、第1の基準時間とこのヒステリシス時間の和を第2の基準時間とする。
このヒステリシス幅は、ボトムスキップ数が切り替わった場合に、次のスイッチングサイクルでそのボトムスキップ数が元に戻らないだけの幅を想定して設定される。
すなわち、想定される共振周期が1μs〜1.5μsである場合には、例えば、ヒステリシス幅が2μsに設定される。かくすれば、共振周期の1周期分だけスイッチング周期を長くしても、Vflo信号がHレベルである期間にそのスイッチング周期が重ならないので、ボトムスキップが元に戻ることを回避することができる。
The charging period until the terminal voltage of the timing capacitor Ct2 reaches the reference voltage Vref2 is a hysteresis width (hysteresis time) when determining the switching period (see FIG. 8). The sum of the first reference time and the hysteresis time is set as the second reference time.
This hysteresis width is set assuming that the bottom skip number does not return to the original value in the next switching cycle when the bottom skip number is switched.
That is, when the assumed resonance period is 1 μs to 1.5 μs, for example, the hysteresis width is set to 2 μs. In this way, even if the switching period is increased by one resonance period, the switching period does not overlap during the period when the Vflo signal is at the H level, so that it is possible to prevent the bottom skip from being restored.

上記のように、上記可変定電流源25、タイミングキャパシタCt2、コンパレータ27及びトランジスタTr3は、ヒステリシス幅を計時するタイマ(ヒステリシス・タイマ)26を構成する。
この結果、スイッチング周期が第1の基準時間より短いとVfhi信号がHレベルとなり、第2の基準時間より長いとVflo信号がHレベルとなる。
As described above, the variable constant current source 25, the timing capacitor Ct2, the comparator 27, and the transistor Tr3 constitute a timer (hysteresis timer) 26 that measures the hysteresis width.
As a result, when the switching period is shorter than the first reference time, the Vfhi signal becomes H level, and when it is longer than the second reference time, the Vflo signal becomes H level.

Dフリップフロップ(以下,DFFと略称する)29とDFF31は、Drv信号の立ち上がりエッジで、つまり、図1に示すスイッチング素子Tr1がターンオンするタイミングで、前回のスイッチング周期の最後の瞬間の(リセット直前の)Vfhi、Vflo信号をそれぞれ読み込む。
このとき、Vfhi信号がHレベルであれば、DFF29から後続のアップダウンカウンタ33にHレベルのカウントアップ信号が出力され、またVflo信号がHレベルであれば、DFF31からアップダウンカウンタ33にHレベルのカウントダウン信号が出力される。
The D flip-flop (hereinafter abbreviated as DFF) 29 and DFF 31 are at the rising edge of the Drv signal, that is, at the timing when the switching element Tr1 shown in FIG. Read Vfhi and Vflo signals.
At this time, if the Vfhi signal is H level, the DFF 29 outputs an H level count-up signal to the subsequent up / down counter 33, and if the Vflo signal is H level, the DFF 31 outputs the H level to the up / down counter 33. Countdown signal is output.

アップダウンカウンタ33は、スイッチング素子Tr1をターンオンさせるまでのボトムスキップ数を設定値として記憶している。このアップダウンカウンタ33は、Drv信号をインバータ35によって反転したDrvb信号をクロック入力端子に入力し、このDrvb信号が立ち上がったタイミング(Drv信号が立ち下がったタイミング)で、つまり、上スイッチング素子Tr1がターンオフするタイミングで以下のように動作する。
すなわち、カウントアップ信号がHレベルであれば1つカウントアップし、カウントダウン信号がHレベルであれば1つカウントダウンする。また、カウントアップ信号及びカウントダウン信号の双方がLレベルであれば、それまでの状態を維持する。
The up / down counter 33 stores the number of bottom skips until the switching element Tr1 is turned on as a set value. The up / down counter 33 inputs the Drvb signal obtained by inverting the Drv signal by the inverter 35 to the clock input terminal, and at the timing when the Drvb signal rises (timing when the Drv signal falls), that is, the upper switching element Tr1 It operates as follows at the turn-off timing.
That is, if the count-up signal is H level, it is counted up by one, and if the count-down signal is H level, it is counted down by one. If both the count-up signal and the count-down signal are at the L level, the previous state is maintained.

ところで、ボトムスキップ数をカウントする制御方式では、図13を参照して既述したように、スイッチング周波数が低くなった場合の共振波形の減衰のため、通常のボトム検出回路では必要数のボトムを検出することができなくなる。
ダミー信号発生回路37は、このような事態に対処するために設けたものである。図6に示すように、このダミー信号発生回路37は、発振器65、リセットセットフリップフロップ(以下,RSFFと略称する)67及びDFF73を備えている。ボトム検出回路3からのBotin信号及びDrv信号が共にLレベルである場合には、オア回路63の出力端子に接続された発振器65のEnbL端子がLレベルとなる。
By the way, in the control method for counting the number of bottom skips, as described above with reference to FIG. 13, the normal bottom detection circuit reduces the number of bottoms necessary for the attenuation of the resonance waveform when the switching frequency becomes low. It cannot be detected.
The dummy signal generation circuit 37 is provided to cope with such a situation. As shown in FIG. 6, the dummy signal generation circuit 37 includes an oscillator 65, a reset set flip-flop (hereinafter abbreviated as RSFF) 67, and a DFF 73. When the Bot - in signal and the Drv signal from the bottom detection circuit 3 are both at the L level, the EnbL terminal of the oscillator 65 connected to the output terminal of the OR circuit 63 is at the L level.

発振器65は、図7に例示するような構成を有する。この発振器65においては、定電流源650によって設定された定電流Id3(実際にはカレントミラー回路のミラー比によりId3が増幅された(Id3に比例した)電流が流れるが、簡単のために単に定電流Id3という。以下同様。)が、トランジスタTr9のドレインを入力部とするカレントミラー回路によりトランジスタTr10及びトランジスタTr11に流れる。そして、直列接続されたトランジスタTr12〜Tr15のうち、トランジスタTr12はトランジスタTr10に組み合わされたカレントミラーを構成し、トランジスタTr15はトランジスタTr11に組み合わされたカレントミラーを構成している。   The oscillator 65 has a configuration as illustrated in FIG. In this oscillator 65, a constant current Id3 set by the constant current source 650 (actually, a current obtained by amplifying Id3 by the mirror ratio of the current mirror circuit (proportional to Id3) flows. A current Id3 (the same applies hereinafter) flows through the transistor Tr10 and the transistor Tr11 by a current mirror circuit using the drain of the transistor Tr9 as an input. Of the transistors Tr12 to Tr15 connected in series, the transistor Tr12 forms a current mirror combined with the transistor Tr10, and the transistor Tr15 forms a current mirror combined with the transistor Tr11.

上記EnbL端子がHレベルになると、トランジスタTr16がオンするので、キャパシタCt3が放電されてその端子電圧が0Vに固定される。これにより、コンパレータ651の出力端子がLレベルとなるので、トランジスタTr13がオンされるとともに、インバータ652を介してトランジスタTr18がオンされる。また、トランジスタTr14とTr17はオフされる。トランジスタTr18がオンされると、コンパレータ651の一方の入力端子に基準電圧Vref3が入力される。
その後、EnbL端子がLレベルになると、トランジスタTr12,Tr13を介して定電流Id3によるキャパシタCt3の充電が開始されるので、このキャパシタCt3の端子電圧が上昇する。
コンパレータ651は、キャパシタCt3の端子電圧を他方の入力端子に入力し、その端子電圧が基準電圧Vref3まで上昇した時点でコンパレータ651の出力端子がHレベルになる。
When the EnbL terminal becomes H level, the transistor Tr16 is turned on, so that the capacitor Ct3 is discharged and its terminal voltage is fixed at 0V. As a result, the output terminal of the comparator 651 becomes L level, so that the transistor Tr13 is turned on and the transistor Tr18 is turned on via the inverter 652. Transistors Tr14 and Tr17 are turned off. When the transistor Tr18 is turned on, the reference voltage Vref3 is input to one input terminal of the comparator 651.
After that, when the EnbL terminal becomes L level, charging of the capacitor Ct3 by the constant current Id3 is started via the transistors Tr12 and Tr13, so that the terminal voltage of the capacitor Ct3 increases.
The comparator 651 inputs the terminal voltage of the capacitor Ct3 to the other input terminal, and when the terminal voltage rises to the reference voltage Vref3, the output terminal of the comparator 651 becomes H level.

コンパレータ651の出力端子がHレベルになると、トランジスタTr14がオンする。また、トランジスタTr13はオフする。その結果、トランジスタTr14,Tr15を介して定電流Id3によるキャパシタCt3の放電が開始されて、このキャパシタCt3の端子電圧が下降する。また、コンパレータ651の出力端子がHレベルになると、トランジスタTr17がオンされ、トランジスタTr18がオフするので、演算増幅器651の他方の入力端子に基準電圧Vref3よりも低い基準電圧Vref4(例えば0.1V)が入力される。従って、キャパシタCt3の端子電圧が基準電圧Vref4まで下降すると、演算増幅器651の出力端子がLレベルになる。   When the output terminal of the comparator 651 becomes H level, the transistor Tr14 is turned on. Further, the transistor Tr13 is turned off. As a result, the discharge of the capacitor Ct3 by the constant current Id3 is started via the transistors Tr14 and Tr15, and the terminal voltage of the capacitor Ct3 decreases. When the output terminal of the comparator 651 becomes H level, the transistor Tr17 is turned on and the transistor Tr18 is turned off, so that the reference voltage Vref4 (for example, 0.1 V) lower than the reference voltage Vref3 is applied to the other input terminal of the operational amplifier 651. Is entered. Therefore, when the terminal voltage of the capacitor Ct3 falls to the reference voltage Vref4, the output terminal of the operational amplifier 651 becomes L level.

以後、EnbL端子がLレベルである間は、上記と同様の動作が繰り返される。
図7に、キャパシタCt3の端子電圧の変化波形と、発振器65の出力端子Oscから出力される発振信号(ダミー信号)の波形例を示す。図示のように、発振器65からは、EnbL端子がLレベルになった時点から2μs経過した後に最初のHレベル信号が出力され、その後、4μsの周期でHレベル信号が出力される。
Thereafter, while the EnbL terminal is at the L level, the same operation as described above is repeated.
FIG. 7 shows a waveform example of the terminal voltage of the capacitor Ct3 and the waveform of the oscillation signal (dummy signal) output from the output terminal Osc of the oscillator 65. As shown in the figure, the oscillator 65 outputs the first H level signal after 2 μs has elapsed from the time when the EnbL terminal becomes L level, and then outputs the H level signal at a cycle of 4 μs.

ボトム検出回路3からのBotin信号、またはDrv信号がHレベルになると、つまり、上記EnbL端子がHレベルになると、図7に示すトランジスタTr16がオンするので、キャパシタCt3が放電されてその端子電圧が0Vに固定される。
定電流Id3による上記キャパシタCt3の充電及び放電期間(それぞれ2μs)は、共振周期より長く設定されている。つまり、上記キャパシタCt3、定電流Id3及びコンパレータ651は、共振周期より長い所定の持間を計時するタイマを構成している。
キャパシタCt3の充電及び放電動作によって形成されるダミー信号は、上記のように、EnbL端子がLレベルになると、つまり、Drv信号およびボトム検出信号であるBotin信号がLレベルになると出力される。
When the Bot - in signal or Drv signal from the bottom detection circuit 3 becomes H level, that is, when the EnbL terminal becomes H level, the transistor Tr16 shown in FIG. 7 is turned on, so that the capacitor Ct3 is discharged and its terminal The voltage is fixed at 0V.
The charging and discharging period (2 μs each) of the capacitor Ct3 by the constant current Id3 is set longer than the resonance period. That is, the capacitor Ct3, the constant current Id3, and the comparator 651 constitute a timer that measures a predetermined time longer than the resonance period.
As described above, the dummy signal formed by the charging and discharging operations of the capacitor Ct3 is output when the EnbL terminal becomes L level, that is, when the Drv signal and the Bottom-in signal Bot - in signal become L level. .

発振器65の出力端子OscからHレベルの信号(ダミー信号)が出力されると、図6に示すRSFF67がセットされてそのQ出力端子がHレベルとなる。DFF73は、Drv信号の立ち上がりタイミングで上記Hレベルを読み込みこんで、そのQ出力端子からHレベルのDmode信号を出力する。その後、RSFF67は、2段接続されたインバータ69,71からなる遅延回路を介して入力されるDrv信号によってリセットされる。
Dmode信号は、発振器65のOsc端子からダミー信号が出力されている軽負荷時においてHレベルとなる。負荷が増加して、ダミー信号発生回路37が動作しないまま図1に示すスイッチング素子Tr1がターンオンする状態になると、Dmode信号はLレベルに戻る。
When an H level signal (dummy signal) is output from the output terminal Osc of the oscillator 65, the RSFF 67 shown in FIG. 6 is set and its Q output terminal becomes H level. The DFF 73 reads the H level at the rising timing of the Drv signal, and outputs an H level Dmode signal from its Q output terminal. Thereafter, the RSFF 67 is reset by a Drv signal input via a delay circuit composed of inverters 69 and 71 connected in two stages.
The Dmode signal is at the H level at a light load when a dummy signal is output from the Osc terminal of the oscillator 65. When the load increases and the switching element Tr1 shown in FIG. 1 is turned on without operating the dummy signal generation circuit 37, the Dmode signal returns to the L level.

図3に示すように、ボトム検出回路3から出力されるHレベルのBotin信号もしくはダミー信号発生回路37から出力されるHレベルのダミー信号は、オア回路39を介してカウンタ41のクロック入力端子CKに入力される。
カウンタ41は、drv信号が立ち上がるタイミングで、つまり、上記スイッチング素子Tr1がターンオンするタイミングでリセットされ、その後、オア回路39から出力される信号をカウントする。
As shown in FIG. 3, the H-level Bot - in signal output from the bottom detection circuit 3 or the H-level dummy signal output from the dummy signal generation circuit 37 is input to the clock of the counter 41 via the OR circuit 39. Input to terminal CK.
The counter 41 is reset at the timing when the drv signal rises, that is, at the timing when the switching element Tr1 is turned on, and then counts the signal output from the OR circuit 39.

コンパレータ43は、2つのカウンタ33,41の出力端子に接続されている。このコンパレータ43は、スイッチング素子Tr1がターンオフするタイミングでリセットされてMask信号(Hレベル)を出力する。Mask信号は、インバータ45によって反転されてアンド回路47に入力されるので、オア回路39から出力される信号ボトムBottomin信号(Hレベル)もしくはダミー信号(Hレベル)がアンド回路47を通るのをマスクする。 The comparator 43 is connected to the output terminals of the two counters 33 and 41. The comparator 43 is reset at a timing when the switching element Tr1 is turned off and outputs a Mask signal (H level). Since the Mask signal is inverted by the inverter 45 and input to the AND circuit 47, the signal bottom Bottom - in signal (H level) or the dummy signal (H level) output from the OR circuit 39 passes through the AND circuit 47. Mask.

一方、コンパレータ43は、カウンタ33,41の出力値を比較し、つまり、カウンタ33に設定されたボトム数とカウンタ41で検出されたボトム数とを比較し、両者が一致したら、Mask信号をLレベルに反転させる。アンド回路47は、Mask信号がLレベルに維持されている間、Botin信号(Hレベル)及びダミー信号(Hレベル)を通過させて、Botout信号として出力する。このBotout信号は、次のサイクルにおけるターンオントリガ信号となる。 On the other hand, the comparator 43 compares the output values of the counters 33 and 41, that is, compares the number of bottoms set in the counter 33 with the number of bottoms detected by the counter 41. Invert to level. The AND circuit 47 passes the Bot - in signal (H level) and the dummy signal (H level) while the Mask signal is maintained at the L level, and outputs it as a Bot - out signal. This Bot - out signal becomes a turn-on trigger signal in the next cycle.

上記カウンタ41は、実際の共振振動が減衰してHレベルのBotin信号が出力されなくなると、擬似的なボトムを示すHレベルのダミー信号を使ってボトムのカウントを進めるので、結果的に、スイッチング周波数を十分に下げることができる。以下、ダミー信号によるスイッチング周波数の低下作用について詳しく説明する。 When the actual resonance vibration is attenuated and the H-level Bot - in signal is not output, the counter 41 advances the bottom count using an H-level dummy signal indicating a pseudo bottom. The switching frequency can be lowered sufficiently. Hereinafter, the switching frequency lowering effect by the dummy signal will be described in detail.

まず、ダミー信号を用いない場合について説明する。この場合、軽負荷時にボトムスキップ動作が実行されると、図2に示したように、ボトムスキップに伴う共振周期増加分(適常1μs〜2μs)が加算されてスイッチング周波数が下がって行くことになる。しかし、スイッチング周期が長くなってくると、ボトムスキップ数が1つ増加するのに対する周波数低下率が低くなる。   First, a case where no dummy signal is used will be described. In this case, when the bottom skip operation is executed at the time of light load, as shown in FIG. 2, the increase in the resonance period accompanying the bottom skip (usually 1 μs to 2 μs) is added and the switching frequency is lowered. Become. However, as the switching period becomes longer, the frequency reduction rate becomes lower as the number of bottom skips increases by one.

すなわち、図9は、共振周期1.5μsという条件でボトムスキップ数が0から15まで増加した場含のスイッチング周波数の変化の例を示す。横軸は出力電力(負荷の大きさを表す)である。ボトムスキップ数が10以上になると、スイッチング周波数は50kHz(周期は20μs)程度である。スキップ数が1つ増加してもスイッチング周波数は46.5kHz(周期は21.5μs)までしか下がらず、これは、ボトムスキップ数が1つ増加するのに対する周波数低下率が低くなることを示している。図9の例では、ボトムスキップ数が最大の15である場合でも、37kHz程度までしかスイッチング周波数が下がらないことになる。   That is, FIG. 9 shows an example of the change in switching frequency including the case where the number of bottom skips increases from 0 to 15 under the condition of the resonance period of 1.5 μs. The horizontal axis is output power (representing the size of the load). When the number of bottom skips is 10 or more, the switching frequency is about 50 kHz (period is 20 μs). Even if the number of skips increases by one, the switching frequency decreases only to 46.5 kHz (the period is 21.5 μs), which indicates that the frequency decrease rate becomes lower as the number of bottom skips increases by one. Yes. In the example of FIG. 9, even when the number of bottom skips is 15, which is the maximum, the switching frequency is reduced only to about 37 kHz.

これに対し、ダミー信号発生回路37を備える上記実施形態によれば、このダミー信号の周期が通常の共振周期(1μs〜2μs)よりも長く設定されていることから、図10に例示するように、このダミー信号を使用してスイッチング周波数を十分に下げることができる。
図10は、7回目のボトムまでは1.5μs周期の実際の共振周期に基づいてターンオンを遅延させ、その後、上記ダミー信号でターンオンを遅延させた例を示す。この場合、8回目のボトム信号に相当する第1回目のダミー信号は、上記7回目のボトムから2μs遅延され、それ以降のボトム信号に相当するダミー信号は、更に4μsずつ遅延されることになる。この結果、本例の場合、最大であるボトムスキップ数が15に設定された場合に、20kHz程度までスイッチング周波数を下げることができる。
On the other hand, according to the above embodiment including the dummy signal generation circuit 37, the period of the dummy signal is set to be longer than the normal resonance period (1 μs to 2 μs). The switching frequency can be sufficiently lowered using this dummy signal.
FIG. 10 shows an example in which the turn-on is delayed based on the actual resonance period of 1.5 μs until the seventh bottom, and then the turn-on is delayed by the dummy signal. In this case, the first dummy signal corresponding to the eighth bottom signal is delayed by 2 μs from the seventh bottom signal, and the dummy signals corresponding to the subsequent bottom signals are further delayed by 4 μs. . As a result, in this example, when the maximum number of bottom skips is set to 15, the switching frequency can be lowered to about 20 kHz.

図10において、負荷が130W側から減少する場合は、スイッチング周期が、その時のFB端子の電圧(Vcont)に基づいて図3のFmaxタイマ20で設定された上限スイッチング周波数の周期に相当する第1の基準時間より短いと、アップダウンカウンタ33がアップカウントされてポトムスキップが増加し、その結果、実線で示すようにスイッチング周波数が低下する。
逆に負荷が増加する場合は、上限スイッチング周波数の周期に図3で示したヒステリシス・タイマ26で設定される時間を加算した第2の基準時間(下限スイッチング周波数の周期)に基づいて下限スイッチング周波数が設定される。そして、スイッチング周期がこの第2の基準時間より長いと、アップダウンカウンタ33がダウンカウントしてボトムスキップ数を減少させるので、スイッチング周波数が上昇する(図10の点線参照)。
In FIG. 10, when the load decreases from the 130 W side, the switching period is the first corresponding to the period of the upper limit switching frequency set by the Fmax timer 20 of FIG. 3 based on the voltage (Vcont) of the FB terminal at that time. When the time is shorter than the reference time, the up / down counter 33 is up-counted to increase the skip skip, and as a result, the switching frequency is lowered as shown by the solid line.
On the contrary, when the load increases, the lower limit switching frequency is based on the second reference time (the lower limit switching frequency period) obtained by adding the time set by the hysteresis timer 26 shown in FIG. 3 to the period of the upper limit switching frequency. Is set. If the switching period is longer than the second reference time, the up / down counter 33 counts down and decreases the number of bottom skips, so that the switching frequency increases (see the dotted line in FIG. 10).

このとき、ヒステリシス・タイマ26は、ボトムスキップ数を設定するアップダウンカウンタ33の出力端子Q1−Q4から出力される信号D1−D4またはダミー信号が使用中かどうかを表すDmode端子からの信号Dmを制御信号として可変定電流源25に入力して、キャパシタCt2を充電する定電流Idlyを変更する。これにより、ボトムスキップの状態に応じたヒステリシス幅が設定されることになる。   At this time, the hysteresis timer 26 receives the signal D1-D4 output from the output terminals Q1-Q4 of the up / down counter 33 for setting the number of bottom skips or the signal Dm from the Dmode terminal indicating whether the dummy signal is in use. The constant current Idly for charging the capacitor Ct2 is changed by inputting the variable constant current source 25 as a control signal. As a result, a hysteresis width corresponding to the bottom skip state is set.

ヒステリシス幅は、狭過ぎるとボトムスキップの切り替わり時に不安定となる(ハンチングをおこす)。また、広く設定し過ぎると、負荷が減少する場合のスイッチング周波数と負荷が増加する場合のスイッチング周波数の差が大きくなって、結果的に動作周波数のばらつき幅が大きくなるため、効率のばらつきも大きくなる。
しかし、上記のように、信号D1−D4またはDmで可変定電流源25を制御すれば、ヒステリシス幅がボトムスキップの状況に合わせて最適化されるので、上記のような問題を生じない。
If the hysteresis width is too narrow, it becomes unstable when switching between bottom skips (hunting occurs). If the setting is too wide, the difference between the switching frequency when the load decreases and the switching frequency when the load increases increases, resulting in a larger variation in operating frequency, resulting in large variations in efficiency. Become.
However, if the variable constant current source 25 is controlled by the signal D1-D4 or Dm as described above, the hysteresis width is optimized in accordance with the bottom skip situation, and thus the above problem does not occur.

ダミー信号が有効の時は、ボトムスキップ数の切り替えによる共振周期の変化が大きいので、動作安定化のために上記ヒステリシス幅を長く設定することが必要となる。そこで、ヒステリシス幅は、
ヒステリシス幅=キャパシタCt2の容量
×基準電圧Vref2/充電電流Idly
という関係に基づいて、ディジタル信号である上記信号D1−D4またはDmをデコードして、キャパシタCt2容量値、基準電圧Vref2、または充電電流Idlyを切り替えることによって最適に設定する。
When the dummy signal is valid, the change in the resonance period due to the switching of the number of bottom skips is large, so it is necessary to set the hysteresis width long in order to stabilize the operation. Therefore, the hysteresis width is
Hysteresis width = capacitance of capacitor Ct2
× Reference voltage Vref2 / charging current Idly
Based on this relationship, the signal D1-D4 or Dm, which is a digital signal, is decoded and optimally set by switching the capacitance value of the capacitor Ct2, the reference voltage Vref2, or the charging current Idly.

なお、カウンタ41がダミー信号をカウントし始めると、スイッチング素子Tr1がターンオンするタイミングは、当然共振波形のボトム発生タイミングからはずれることになるが、共振波形が減衰している場合には、スイッチチング素子Tr1のドレイン電圧が入力電圧Viの値VIN(図1、図2参照)にほぼ等しい定電圧状態となっているため、スイッチング素子Tr1のターンオンタイミングが変化してもスイッチング損失はそれほど変化しない。
それよりも、スイッチング周波数を抵減することによる、つまり、スイッチング素子Tr1のスイッチング回数を低減することによるスイッチング損失の低減効果が大きい。
When the counter 41 starts counting the dummy signal, the timing at which the switching element Tr1 is turned on naturally deviates from the bottom generation timing of the resonance waveform, but when the resonance waveform is attenuated, the switching element Since the drain voltage of Tr1 is in a constant voltage state substantially equal to the value VIN of the input voltage Vi (see FIGS. 1 and 2), the switching loss does not change so much even if the turn-on timing of the switching element Tr1 changes.
The reduction effect of the switching loss by reducing the switching frequency, that is, by reducing the number of times of switching of the switching element Tr1, is larger than that.

図11に本発明の他の実施形態に係る擬似共振スイッチング電源装置を示す。上記実施形態では、軽負荷時に、ボトムの検出ができなくなってからダミー信号を使用するようにしている。これに対して、本実施形態では、予めボトム検出回数をほぼ確実に検出可能な回数(例えば7回)に設定し、その回数を超えるボトム数が設定されると、強制的にダミー信号を使って軽負荷時の周波数を下げるように構成されている。   FIG. 11 shows a quasi-resonant switching power supply device according to another embodiment of the present invention. In the above embodiment, the dummy signal is used after the bottom cannot be detected at light load. On the other hand, in the present embodiment, the number of bottom detections is set in advance to a number that can be detected almost certainly (for example, 7 times), and if a bottom number exceeding that number is set, a dummy signal is forcibly used. And configured to lower the frequency at light load.

すなわち、この擬似共振スイッチング電源装置は、図1に示すオア回路39の代わりにスイッチ素子49,51を備えている。負論理で動作するスイッチ素子49は、アップダウンカウンタ33のQ4端子から出力されるデータDmがLレベルになっているとき、つまり、アップダウンカウンタ33にボトムスキップ数として7以下が設定されているときはオンして、HレベルのBotin信号をカウンタ41及びアンド回路47に出力する。
一方、正論理で動作するスイッチ素子51は、アップダウンカウンタ33のQ4端子から出力されるデータDmがHレベルになっているとき、つまり、アップダウンカウンタ33に8以上のボトムスキップが設定されているときにオンして、Hレベルのダミー信号をカウンタ41及びアンド回路47に出力する。
That is, this quasi-resonant switching power supply device includes switch elements 49 and 51 instead of the OR circuit 39 shown in FIG. In the switching element 49 operating in negative logic, when the data Dm output from the Q4 terminal of the up / down counter 33 is at L level, that is, the bottom skip number is set to 7 or less in the up / down counter 33. At this time, the signal is turned on and an H-level Bot - in signal is output to the counter 41 and the AND circuit 47.
On the other hand, the switch element 51 operating in the positive logic is configured such that when the data Dm output from the Q4 terminal of the up / down counter 33 is at the H level, that is, 8 or more bottom skips are set in the up / down counter 33. Is turned on to output an H level dummy signal to the counter 41 and the AND circuit 47.

また、アップダウンカウンタ33のQ4端子から出力されるデータDmの代わりにカウンタ41の出力端子の信号を(デコードした信号を)スイッチ素子49,51の制御端子に入力するようにすれば、予め設定された数までは、HレベルのBotin信号をカウントさせ、それ以降はダミー信号をカウントさせるようにすることができる。例えば、カウンタ41の出力端子Q4の信号をスイッチ素子49,51の制御端子に入力するよう構成すると、HレベルのBotin信号を7つまでカウントし、それ以降はダミー信号をカウントするようになる。 If the signal of the output terminal of the counter 41 (decoded signal) is input to the control terminals of the switch elements 49 and 51 instead of the data Dm output from the Q4 terminal of the up / down counter 33, it is set in advance. It is possible to cause the H-level Bot - in signal to be counted up to the determined number and to count the dummy signal thereafter. For example, when the signal of the output terminal Q4 of the counter 41 is configured to be input to the control terminals of the switch elements 49 and 51, up to seven H-level bot - in signals are counted, and thereafter dummy signals are counted. Become.

1 スイッチング制御回路
3 ボトム検出回路
5 ボトム制御回路
7,39,63 オア回路
9,23 ワンショット回路
11 リスタート回路
13 フリップフロップ
15 ドライブ回路
17,21,27,43,61,651 コンパレータ
18 帰還回路
19,25 可変定電流源
20,26 タイマ
23,35 ワンショット回路
29,31,73 Dフリップフロップ(DFF)
33 アップダウンカウンタ
37 ダミー信号発生回路
35,45,59,69,71,652 インバータ
41 カウンタ
47 アンド回路
53,55 演算増幅器
57 定電流回路
65 発振器
67 リセットセットフリップフロップ(RSFF)
T トランス
P1 一次巻線
S1 二次巻線
P2 補助巻線
Tr1 スイッチング素子
Tr2〜Tr18 トランジスタ
Ci,Co 平滑用キャパシタ
Cr 共振用キャパシタ
Ct1、Ct2 タイミングキャパシタ
Ct3 キャパシタ
D1 ダイオード
Ti 入力端子
To 出力端子
Rs,Rt 電流検出抵抗
Ro1,Ro2,R1,R2 分圧抵抗
Ri 入力抵抗
Rf 帰還抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Switching control circuit 3 Bottom detection circuit 5 Bottom control circuit 7, 39, 63 OR circuit 9, 23 One shot circuit 11 Restart circuit 13 Flip-flop 15 Drive circuit 17, 21, 27, 43, 61, 651 Comparator 18 Feedback circuit 19, 25 Variable constant current source 20, 26 Timer 23, 35 One shot circuit 29, 31, 73 D flip-flop (DFF)
33 Up / Down Counter 37 Dummy Signal Generation Circuit 35, 45, 59, 69, 71, 652 Inverter 41 Counter 47 AND Circuit 53, 55 Operational Amplifier 57 Constant Current Circuit 65 Oscillator 67 Reset Set Flip-Flop (RSFF)
T transformer P1 primary winding S1 secondary winding P2 auxiliary winding Tr1 switching element Tr2 to Tr18 transistor Ci, Co smoothing capacitor Cr resonance capacitor Ct1, Ct2 timing capacitor Ct3 capacitor D1 diode Ti input terminal To output terminal Rs, Rt Current detection resistor Ro1, Ro2, R1, R2 Voltage dividing resistor Ri Input resistor Rf Feedback resistor

Claims (6)

共振波形のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム検出回路を有し、
軽負荷時には前記ボトム検出回路で検出したボトムの回数をカウントしてスイッチング周期を定める擬似共振スイッチング電源装置の制御回路であって、
前記ボトム検出回路がボトムを検出できない状態になる、カウントすべきボトムの数が所定数である、もしくは前記ボトム検出回路で検出したボトムの回数が所定回数に達すると前記ボトム検出信号に代わるダミー信号をカウントするようにしたことを特徴とする擬似共振スイッチング電源装置の制御回路。
It has a bottom detection circuit that detects the bottom of the resonance waveform and outputs a bottom detection signal,
A control circuit for a quasi-resonant switching power supply device that counts the number of bottoms detected by the bottom detection circuit at a light load and determines a switching cycle,
A dummy signal that replaces the bottom detection signal when the bottom detection circuit becomes unable to detect the bottom, the number of bottoms to be counted is a predetermined number, or the number of bottoms detected by the bottom detection circuit reaches a predetermined number A control circuit for a quasi-resonant switching power supply device, characterized in that
共振波形のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム検出回路と、
ボトムスキップ数を設定する第1のカウンタと、
前記ボトムの数をカウントする第2のカウンタと、
前記第1のカウンタのカウント値と第2のカウンタのカウント値が一致するとき一致信号を出力する比較器と、を備え、
前記比較器が一致信号を出力した後における前記ボトム検出信号に基づいてスイッチング素子をスイッチング動作させる擬似共振スイッチング電源装置の制御回路であって、
前記共振波形の減衰によって前記ボトムが検出できない状態になった場合に、前記ボトム検出信号に代わるダミー信号を発生するダミー信号発生回路を設け、前記ボトムが検出できない状態になると前記第2のカウンタが前記ダミー信号をカウントすることを特徴とする擬似共振スイッチング電源装置の制御回路。
A bottom detection circuit that detects the bottom of the resonance waveform and outputs a bottom detection signal;
A first counter for setting the number of bottom skips;
A second counter for counting the number of bottoms;
A comparator that outputs a match signal when the count value of the first counter matches the count value of the second counter;
A control circuit of a quasi-resonant switching power supply device for switching the switching element based on the bottom detection signal after the comparator outputs a coincidence signal,
When the bottom cannot be detected due to attenuation of the resonance waveform, a dummy signal generation circuit is provided that generates a dummy signal instead of the bottom detection signal. When the bottom cannot be detected, the second counter A control circuit for a quasi-resonant switching power supply device, wherein the dummy signal is counted.
共振波形のボトムを検出してボトム検出信号を出力するボトム検出回路と、
ボトムスキップ数を設定する第1のカウンタと、
前記ボトムの数をカウントする第2のカウンタと、
前記第1のカウンタのカウント値と第2のカウンタのカウント値が一致するとき一致信号を出力する比較器と、を備え、
前記比較器が一致信号を出力した後における前記ボトム検出信号に基づいてスイッチング素子をスイッチング動作させる擬似共振スイッチング電源装置の制御回路であって、
前記ボトム検出信号に代わるダミー信号を発生するダミー信号発生回路を設け、前記第1のカウンタに設定された値が所定値を超える、もしくは共振波形のボトムが予め設定された回数を超えると前記第2のカウンタが前記ダミー信号をカウントすることを特徴とする擬似共振スイッチング電源装置の制御回路。
A bottom detection circuit that detects the bottom of the resonance waveform and outputs a bottom detection signal;
A first counter for setting the number of bottom skips;
A second counter for counting the number of bottoms;
A comparator that outputs a match signal when the count value of the first counter matches the count value of the second counter;
A control circuit of a quasi-resonant switching power supply device for switching the switching element based on the bottom detection signal after the comparator outputs a coincidence signal,
A dummy signal generation circuit for generating a dummy signal in place of the bottom detection signal is provided, and when the value set in the first counter exceeds a predetermined value or the bottom of the resonance waveform exceeds a preset number of times, the first signal is generated. A control circuit for a quasi-resonant switching power supply apparatus, wherein the counter of 2 counts the dummy signal.
前記第1のカウンタはアップダウンカウンタからなり、
スイッチング周期と比較してスイッチング周波数を変化させるための第1の基準時間および該第1の基準電圧より長い第2の基準時間を生成するタイマ回路を更に備え、
前記スイッチング周期が前記第1の基準時間より短いときに前記第1のカウンタをアップカウントさせ、前記スイッチング周期が前記第2の基準時間長いときに前記第1のカウンタをダウンカウントさせることを特徴とする請求項2または3に記載の擬似共振スイッチング電源装置の制御回路。
The first counter comprises an up / down counter;
A timer circuit for generating a first reference time for changing the switching frequency compared to the switching period and a second reference time longer than the first reference voltage;
When the switching period is shorter than the first reference time, the first counter is up-counted, and when the switching period is longer than the second reference time, the first counter is down-counted. The control circuit of the quasi-resonant switching power supply device according to claim 2 or 3.
前記ダミー信号の周期が前記共振波形の周期よりも長く設定されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の擬似共振スイッチング電源装置の制御回路。   5. The control circuit for a quasi-resonant switching power supply device according to claim 1, wherein a period of the dummy signal is set longer than a period of the resonance waveform. 6. 前記タイマ回路は、前記第1の基準時間となってから前記第2の基準時間となるまでの時間を、前記第1のカウンタの出力信号または前記ダミー信号が使用されているかどうかを示す信号を用いて可変するように構成したことを特徴とする請求項4に記載の擬似共振スイッチング電源装置の制御回路。   The timer circuit uses a signal indicating whether the output signal of the first counter or the dummy signal is used as a time from the first reference time to the second reference time. The control circuit of the quasi-resonant switching power supply device according to claim 4, wherein the control circuit is configured to be variable using the control circuit.
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